适应多种立面的磁吸附爬壁机器人转弯特性分析

现有的磁吸附爬壁机器人无法满足同时在平直壁面与凹凸曲面上的作业要求,提出了一种带有柔性履带结构的爬壁机器人,确保机器人在多种立面上的可靠吸附。根据机器人在平直壁面实现转弯的两种情形,建立了机器人转弯力学模型,推导出电机输出转矩方程,经计算,履带驱动电机转矩应不小于2.5 N·m。分析了机器人两侧履带随曲面曲率的变化情况,利用几何关系探究了机器人在曲面曲率半径为0.5~3.0 m的凹凸曲面上转弯时,柔性履带机构的姿态变化规律。该研究为机器人进一步优化设计、电机选型与应用场景选定提供了理论依据。

轮履组合式磁吸附爬壁机器人设计与稳定性分析

为解决永磁吸附装置与导磁壁面之间由于吸附性能不可靠而产生的失稳问题,文中设计了轮履组合式磁吸附爬壁机器人,设计出越障磁轮结构及磁吸附履带结构。首先,针对爬壁机器人在不同工况下的受力状态,建立机器人的力学模型;其次,分别分析了下滑、倾覆及侧翻的失稳状态,计算出满足稳定性的最小吸附力。当单侧越障磁轮吸附力大于10.85 N,单侧磁吸附履带吸附力大于14.63 N时,机器人就不会出现失稳现象。通过Maxwell仿真软件对越障磁轮及磁吸附履带分别开展磁场仿真与参数化扫描分析研究。结果表明:当越障磁轮气隙高度保持在1 mm内,磁吸附履带气隙高度保持在0.8 mm内,同时导磁壁面厚度在2 mm及以上时,机器人的吸附力才能满足不失稳条件,保证了机器人的爬壁可靠性。

基于滑动轴承的磨损疲劳实验分析

随着现代化的进展,滑动轴承作为众多机械设备中的主要零部件,研究其磨损过程和疲劳寿命可以避免很多经济损失和人员伤亡。因此,文章实验着重分析了滑动轴承的磨损机理及全程的磨损状态。研究表明:磨损大致分为正常摩擦磨损和严重滑动磨损,磨损失效主要是由于轴瓦的疲劳磨损。在正常磨损后期,由于摩擦副表面温度上升,润滑油能力减弱,润滑条件恶化高硬度表层被磨落后暴露较小硬度的心部;由于磨损速度增大,表面发生严重剥落,出现体积较大的剥落凹槽,轴颈较硬度的表面凸峰楔入轴瓦形成了强烈的切割磨削,磨损方式则由一般转化为严重滑动磨损,最后造成磨损失效的为严重滑动磨损。

摩擦诱发振动中摩擦参数对接触状态转变的影响

为了开展摩擦诱导振动(FIV)的能量收集、减振和稳定性分析等应用研究,建立FIV在滑动运动方向上的数学模型研究摩擦参数对摩擦状态转换的影响。分析研究μs、μ_(D)和C对摩擦接触状态转变的影响。结果表明:在一个周期内,C和μ_(s)越大,产生的黏附时间越长,转变周期越长;随着μ_(D)的增加,在一个周期中黏附时间占比就越小。C和μ_(D)对初次粘着时间和振幅基本无影响;μs越大,结构幅值和系统的最大静摩擦力就会越大,从静态状态转换到滑动接触状态的时间越长;μ_(D)越大,滑动摩擦力就会越大,反弹距离和黏滞时间越短;C越大,摩擦力下降的速度越快,结构达到下一个黏滞状态的时间就越短;参数C超过20时,对摩擦转化的影响极小。

可提升式平台秤秤体的有限元分析与优化设计

秤体是可提升式平台秤重要的构成要素,目前秤体结构存在重量大、局部刚度差、焊接难度大等问题。通过有限元分析现有方钢结构秤体,得到变形和应力情况,比较理论计算结果与变形位移值,误差仅为1.3%,验证了有限元仿真结果的可靠性。依据有限元分析结果和实际加工情况,提出槽钢结构秤体。通过分析参数敏感性确定优化变量,构建响应面,利用多目标遗传算法对槽钢结构秤体作优化,优化后秤体质量减轻7.7%,焊接工作量降低,力学性能提高,为可提升式平台秤秤体的设计和优化提供了理论依据。

广东省阳春市3个典型小流域山洪灾害分析研究

该文的研究区域为阳春市重点防治区垌三村、三甲圩和上朗一村3个典型沿河村落。首先根据区域的气象水文条件进行设计暴雨计算,然后在设计暴雨计算基础上进行设计洪水的推算,得到洪峰流量、洪量、上涨历时、洪水历时4个洪水特征,再运用水位流量反推结合流域水文模型试算得到雨量预警指标,最后依据临界预警指标确定山洪灾害的准备转移指标和立即转移指标,综合分析3个典型沿河村落的现状防洪能力,并划分出山洪灾害发生的危险区、高危险区和极高危险区,从而确定最佳的转移路线和临时安置地点。

基于遗传算法优化参数的新安江三水源模型研究

针对白盆珠流域地形地貌、气候特征及产流方式,采用新安江三水源模型模拟该流域的降雨产流过程,并引入遗传算法率定新安江模型的参数,模拟分析表明,遗传算法应用于率定模型参数是非常有效的,洪水流量模拟的效果较好,模型在研究区域应用比较成功。

混沌差分进化算法在水库优化调度中的应用研究

针对差分进化算法在求解水库调度等复杂优化问题时,算法初始种群的随机性导致其在解空间中的代表性不足,算法的贪婪选择策略又极易导致种群迅速趋同而"早熟"收敛。提出初始种群的混沌生成策略,利用混沌因子的遍历性提高算法初始种群的代表性。同时,以动态概率接受适应值较差的个体作为子代个体参与进化,从而提高算法跳出局部最优解的能力。将改进的差分进化算法模拟乌江梯级电站优化调度问题,模拟计算结果表明,改进的差分进化算法具有较高全局搜索能力,大幅提高了求解的精度,适合求解水库优化调度等问题。

轮履型可重构机器人变形机理与设计研究

面向多种复杂路面执行任务的需求,基于生物学变胞机理,提出了一种轮履型可重构机器人。该机器人包括两种运动模式,即车轮模式与履带模式,通过两种模式之间的切换可显著提高机器人的多地面适应性。开展了轮-履模式切换机理与传动原理研究,分析了地面接触宽度变化规律,得到了履带模式下的最大接触宽度为230.36 mm;分别计算了机器人在车轮和履带模式下的越障能力,通过仿真软件分析了机器人重心位置在越障时的变化趋势;最后,集成动力系统研制了机器人样机,以不同高度的木板和空心砖作为试验台对机器人进行了模式切换、越障性能分组测试。结果表明,车轮、履带模式下最大越障高度分别为98.5 mm和290 mm,与理论推导结果一致。此外,机器人能够在轮式与履带模式之间柔顺切换,具有多种复杂路面适应能力。

“内圣外王”之道——“三纲领八条目”纵横谈

内圣外王是中国古代修身为政的最高理想，它是指为政者要内备圣人之德。施之于外，则为王者之政。在中国古代，能够做到的当首推周公。